全球2012工业激光现状与趋势分析

bomoaa · 发表于 2013-3-22 18:06:11

导读：据Longbow研究所马克?道格拉斯的分析，相比去年此时的低谜而言，工业激光的市场需求相对积极，在制造业疲软的大背景下仍具有中个位数增长。
关键词：工业激光器

   激光具有高相干性、方向性、高强度的特质，很容易获得很高的光通量密度，将强的激光束聚焦到介质上，利用激光束与物质相互作用的过程来改变物质的性质，这就是激光加工。激光加工技术随着光、机电、材料、计算机、控制技术的发展

已经逐步发展成为一项新的加工技术。激光加工具有加工对象广、变形小、精度高、节省能源、公害小、远距离加工、自动化加工等显着优点，对提高产品质量和劳动生产率、实现加工过程自动化、消除污染、减少材料消耗等的作用愈来愈重要。激光加工主要应用在电子、汽车、机械制造、钢铁冶金、石油、轻工、医疗器械、包装、礼品工业、钟表、民爆、服装、化妆品、烟草、航空航天等行业，而且应用范围越来越扩大，在激光打孔、激光毛化、激光切割、激光焊接、激光热处理、激光打标、激光雕刻等方面已得到广泛应用。

   全球工业激光市场需求审慎乐观
   据Longbow研究所马克·道格拉斯的分析，相比去年此时的低谜而言，工业激光的市场需求相对积极，在制造业疲软的大背景下仍具有中个位数增长。
   工业激光市场需求相对积极,尽管有微小的减缓:从2Q12看来市场需求普遍略弱于中期/高速发展期。从地域上来说，美国市场增速中平（低于2Q12）；而中国市场正处于高个位数增长（高于2Q12）；德国和法国市场略低于中/高个位数增长；墨西哥市场增长速度较快；而巴西由于汽车和八月市场的影响处于持续低迷的局面。一些受访者表示，中国OEMs对激光切割和雕刻的需求有所增加,虽然不及美国在亚欧的市场需求。
   主要技术动态：通过技术革新，低功率激光打标和雕刻保持比较稳健的需求(高个位数/高两位数增长Y/Y)。2维激光切割有稍微见长的趋势，但有广泛的应用领域，适用于"异常值"在-20%到+25%Y/Y增长,这是道格拉斯致力于市场份额变化的研究结果。尽管预算紧缩，加工车间和普通的制造业对CO2和光纤激光技术仍比较感兴趣，他们在投资时并没有畏手畏脚。很多迹象表明，自十月份的EuroBlech（欧洲市场）和十一月中旬的Fabtech（美国消费者）之后，主要的投资决策会到来（或不来）。道格拉斯指出，时下竞争激烈的选举限制了预算支出。
   光纤激光市场持续被看好：光纤激光持续获得人们认可并占有一定的市场份额；"相对于固体和CO2激光，当前产品结构更有利于光纤激光，"道格拉斯说。在2维切割应用中，光纤激光比预期更为迅速的被大众所接受；这种状况在2013年还将持续。他以IPG进军航空领域的Q-CW激光(www.laser5.org下文还将提及)为例,其性能相较于RSTI/Nufern的低功率激光能力和Trumpf’s的二极管激光输出更加先进。
   审慎乐观的前景：毫不为奇，受广泛持久的欧债危机的影响，欧洲终端市场（以德法为首）需求下降。从2Q12Longbow调查看来，美国市场前景"略有恶化"，也即正面评价减少，负面评价增多，尽管人们期望有中个位数增长，但会与2Q12打平。国际上,前景也趋于乐观，尽管比上个季度的平均值为低/中个位数略低。
   一些评论认为，汽车和石油天然气对终端市场激光的需求最大，接下来依次为枪械、医疗和重型设备:
   汽车制造业：激光在汽车制造业从低功耗的标记和雕刻到大功率的切割和焊接都有应用。道格拉斯表示，在美国和日本汽车制造业，光纤和固态激光器正越来越多地被用于切割和焊接工序。原因在于，为了实现高效燃油率，模型的转换和更新，以及轻质材料(如热印硼钢)的使用。汽车激光市场的另一个趋势是传输装置的焊接从二氧化碳/碟片激光转向光纤激光技术。
   安全性、舒适性、节能和环保一直作为世界汽车工业发展的主题，激光技术作为现代汽车生产中的主要加工方法之一，其发展也主要是围绕着这一主题并结合本专业的自身特点进行的。汽车工业是激光加工应用最多的领域之一。据有关资料统计，在欧美工业发达国家中，有50％-70％的零部件都是采用激光加工来完成的。
   数个全球汽车生产商宣布"疯狂"进行扩张，这或给工业激光器系统供应商造就更多的商机。
   数十年以来，汽车行业一直都是采用工业激光器的主要领域（虽然是一种时富时贫的关系），约安装或运营3000台工业激光器：切割和焊接车身以及车身盖顶、焊接柴油机喷油器和气囊引发器、车座远程激光焊接、电动车激光焊接电池、微加工喷油器、激光器用于汽车主要组装程序、接头激光焊接，在这里仅举数例。
   四大全球性汽车制造商（丰田、戴姆勒、通用汽车和克莱斯勒）已经宣布在北美和欧洲扩张生产：
   戴姆勒公司已经向芬兰供应商华尔梅特汽车公司(ValmetAutomotive)提供超过100,000台A级小型汽车的订单，将在2013年至2016年之间完成生产。公司表示，到目前为止，公司已经收到40,000台A级车的订单，让公司在德国拉施塔特和匈牙利凯奇盖梅特的工厂全部投入生产，但是生产依然紧张（自从2012年7月以来，新款A级车就已经在德国拉施塔特开始组装）。新款车型将定于今年九月中旬上市。华尔梅特汽车公司已经是戴姆勒公司的长期供应商，但是车的顶盖业务是在德国和波兰完成。
   根据当地报道，克莱斯勒计划在密歇根州底特律市的一个工厂投资1亿9800万美元，生产3.6升PentastarV6发动引擎，已经在克莱斯勒Dodge和吉普车品牌的11种车型中使用了功率更高更节能的发动引擎。
   丰田汽车制造加拿大公司(TMMC)表示，公司将投资1亿美元来增加在加拿大安大略湖剑桥工厂生产Lexus汽车的产能，这是公司在日本以外的唯一一个生产Lexus汽车的基地，到2014年，将产能从74000辆增加到104000辆（公司目前在加拿大的每年总产出超过500000辆），其中包括15000辆RX450混合电力车。2月份以来，公司就一直宣布在美国和加拿大的总投资达到7.45亿美元。
   通用汽车加拿大公司（GeneralMotorsofCanada）表示，从2009年至2016年间，公司在加拿大将投入8.5亿美元用于研发，其中包括研发轻质材料、机电一体化、软件和通信。具体的目标是要在公司位于安大略湖奥沙华的加拿大工程中心（CanadianEngineeringCenter）投资先进的技术研究，并在"关键技术领域"加深与加拿大高校、研究机构和供应之间的技术研发合作。
   对于这些公司在扩张计划中如何与现有或新出现的工业激光器加工技术进行合作的细节仍然没有披露。我们目前了解到的信息如下：
   戴姆勒公司是在多款梅赛德斯奔驰（MercedesBenz）车型（C级车型保持激光焊接总长度最长的记录）中使用激光焊接的主要公司。对于A级车型，我们知道戴姆勒公司主要是在不同部件的切割和焊接中用到激光器：变速杆圆顶的切割/焊接、切割轮廓和修孔、通过照相机系统和焊接装置供给为汽车轴校准进行激光切割、切换机械手送料、和通过接收器和手动供给进行的加强圈。
   在传输部件、空调部分和避震器以及发动机架部件等其他发动引擎附件方面，克莱斯勒是激光焊接的先驱。目前还不清楚这些是否应用于PentastarV6发动引擎中。

   丰田主要是在不同的车身部件中使用激光焊接。但是，丰田也在侧环和众多组件的焊点中使用激光焊接。
   通用汽车的着名之处在于，在奥沙华工厂中对B支柱（司机窗和乘客窗之间起到垂直支撑作用）和其他应用中使用激光焊接。
   全球性汽车生产商继续在工业应用中使用激光器，尤其是在一些如中国（2011年汽车产量达到1400万辆，对他们来说是辉煌的一年）等新兴起的国家和地区，增长势头继续，这是工业激光器供应商的重大商机。这些全球性汽车巨头的扩张计划将会是对那些工业激光器供应商和工业激光器系统市场的额外恩惠。
   农业：道格拉斯指出，在2013年的资本支出周期平衡阶段，农业设备行业的激光市场将增长放缓。该行业正在逐渐引进光纤/碟片激光器。
   石油/天然气行业：原始设备制造商正大力投资于激光标记/雕刻系统。
   医疗行业：激光市场需求也很大，尤其是激光打标,这在一定程度上得益于最近FDA的建议，激光能作为一个独特的设备标识(UDI)系统；该方案预计在2013年4月份确立。
   航空领域：该领域工业激光器市场需求相对平稳,关于试验IPG的QCW激光器还存在一些争议。大功率连续波激光器已被证明在模拟脉冲条件下"略胜一筹"，但比传统的闪光灯泵Nd:YAG激光器更为昂贵。道格拉斯说，更便宜的是Q-CW激光器,尽管(在脉冲时激光达到高功率,但平均功率较低),似乎给光纤激光器替代Nd：YAG安装基础指出了一条明路。
   国内外工业激光现状与趋势分析
   一、国外工业激光现状与趋势
   国外以美、德、日为代表的几个发达国家在激光加工产业领域的发展速度惊人，它们在主要的大型制造产业，如汽车、电子、机械、航空、钢铁等行业中基本完成了用激光加工工艺对传统工艺的更新换代，进入"光制造"时代。激光在工业制造中所显示出的低成本、高效率以及应用的巨大潜力，成为世界主要工业国家间互相竞争的动力，纷纷将激光技术作为本国重要的尖端技术给予积极支持，加紧制定国家级激光产业发展计划。美国通过其"精密激光机械加工(PLM)协会"来激励其新工艺技术的发展，力求使美国工业激光器技术在世界上处于领先的地位，并在世界市场中获得较大的份额。德国在1994年-2002年制订了国家激光发展计划，促使德国激光器和激光工业应用后来居上，位于世界领先地位。激光设备在德国汽车和机械制造中的广泛应用，使其在这些领域内的竞争能力近年来得到显着提高。并制订了德国"2002-2006光学促进计划"，将激光技术作为重中之重，认为未来所有制造加工业中有12%以上的加工工艺需要用激光技术来替代。除此之外，英国"阿维尔计划"、日本"激光研究五年计划"，甚至俄罗斯、韩国、新加坡、印度也制订有专门的激光技术发展计划。
   根据国际激光行业权威刊物《LASERFOCUSWORLD》每年发布的统计资料表明，全球激光器产业市场发展迅猛，激光产品销售每年平均以高于10%的速度增长，并呈现出加速增长的趋势。

bomoaa · 发表于 2013-3-22 18:06:15

激光工业装备制造企业由研究型的单台特种设备制造企业，发展到标准化、规模化生产的跨国公司。国外许多知名激光企业均通过兼并重组快速发展壮大。德国通快公司(Trumpf)通过兼并、重组，成为拥有7家从事激光产品生产的企业，成为当今世界上激光装备制造产业的霸主。美国相干公司(Coherent)在2001年初将医疗激光集团出售给以色列ESC／Sharplan公司后，购买了几家从事工业激光产品制造的公司，专着于工业激光领域的技术研究和产品开发。这些大型企业的形成，一方面推动了激光应用技术与产业走向新的发展阶段，另一方面也表明这些厂商正在谋求规模化发展，提升激光设备的性能价格比，以便垄断市场。
   国外工业激光的发展趋势体现在以下几个方面：
   1、鲜明的产品差异化特色，核心竞争力明显
   鲜明的差异化产品特色也成为国外着名激光企业的核心竞争力。典型代表有：德国Trumpf公司生产的高功率轴快流CO2激光器和碟片激光器及其加工系统、德国Rofin公司生产的板条激光器、Synrad公司的射频激励连续中小功率激光器、Coherent公司的射频激励脉冲中小功率激光、美国PRC公司的轴流CO2激光器、IPG公司的光纤激光
   2、新的应用领域不断拓展延伸
   发达国家激光技术新应用开发速度惊人，它们在主要的大型制造业，如汽车、电子、机械、航空、钢铁等行业中基本完成了用激光加工工艺对传统工艺的更新换代，进入"光制造"时代。由于激光具有高的时间及空间分辨率，在需要高度精密加工的场合得到进一步推广和应用，如电子、半导体、微纳机械制造、生物、环保等行业。
   3、产业链专业分工越来越细
   国外激光产业发展的一个显着特点是产业链专业化分工越来越明细，相关器件达到了同行业最高水平，打造了一个完善的激光产业链。
   美国的II-VI公司和德国的Kugler公司成为激光器光学镜片的着名专业供应商，产品覆盖全球。
   德国Fraunhofer、Nutech研究所、汉诺威激光研究所、慕尼黑技术大学的IWB研究所是国际上进行激光技术应用开拓研究的专业机构，其研究开发的激光切割、焊接、熔覆、激光再制造等方面的工艺成果已广泛应用在奔驰、宝马、奥迪、大众等汽车公司和空客飞机公司。
   德国Trumpf公司的系列轴快流CO2激光器产品中的射频电源和Rofin公司系列板条CO2激光器中射频电源、美国PNA公司CP系列激光器中的高压开关电源均由专门的电源公司为其提供。随着半导体激光器的普及，也诞生了Lumonics等几家着名的电源专业配套公司。
   德国Precitec、HighYAG、LaserMech、Laserline、Fraunhofer和Scansonic专等专业公司开发的激光切割头、焊接头和专用熔覆头成为各激光加工装备制造商的首选核心器件。
   德国Siemens、日本Fanuc和西班牙Fago等专业公司开发的激光加工数控系统成为激光加工装备制造行业的垄断产品。
   4、传统激光器向高功率发展，新型激光器不断涌现
   随着技术的进步和对高效率和高利润的不断追求，传统的气体和固体激光器逐渐向更高的功率和更高的性价比方向发展。如德国Trumpf推出的万瓦级轴快流CO2激光五轴切割、焊接和表面处理系统是这一发展趋势的典型代表。
   美国、德国和日本成为新型激光器研发的主力军，新型激光器也成为推动激光产业发展壮大的核心。光纤激光器、半导体激光器、紫外激光器等新型激光器产品相继出现并日趋成熟。主要发展方向是高功率、高光束质量、高可靠性、高智能化、固态化和低成本。高亮度大功率半导体泵浦固态激光器、紫外激光器、超短脉宽固体激光器(皮秒和飞秒)成为未来新型激光器发展的重点。

   二、国内工业激光现状与发展趋势
   我国激光技术研究与国外同时起步，是当时与国外技术差距最小的高科技领域。在国家"六五"至"十一五"科技项目的支持下，逐步形成了以华中科技大学和中科院四大光机为典型代表的研究机构，在激光器的一些核心技术研发上已形成较全面的技术成果，形成了5个国家级的激光技术研究中心。其中，激光技术国家重点实验室、激光加工国家工程研究中心、武汉光电国家实验室（筹）和最早开设激光学科的华中科技大学均坐落在武汉，成为我国激光技术的发源地。
   我国激光加工产业一直呈指数增长，目前我国已经形成华中、珠三角、长三角、环渤海四大激光产业带，有21个省市、地区生产和销售激光设备，常年有定型产品生产和销售，并形成一定规模的企业有200家左右，以激光产品为主业的上市公司有两家。2008年全国激光产业销售总额达到了80亿元。
   中国工业激光的发展也正在紧跟国际发展的趋势，主要体现在：
   1、通过上市融资，龙头企业正在形成
   中国第一个以工业激光为主打产品的上市公司是华工科技股份责任公司，2005年深圳大族激光公司紧跟着成为第二家工业激光上市企业。华工科技以生产高端的激光工业设备为主，大族激光以生产量大面广的低端激光工业设备为主。但大族激光通过2008年再次融资9亿元，目前正在向高端激光工业设备进军。2009年华工科技股份责任公司也实现了再次融资4.58亿元，将主要投向5个项目：高档数控等离子切割机生产线建设项目、先进固体激光器产业化项目、激光特种制造装备、半导体材料激光精密制造装备以及激光加工工艺研发中心建设项目。
   2、走国际合作道路和引进高层次人才，核心竞争力正在形成
   为应对市场竞争，中国工业激光企业必须形成自己的核心竞争力，以抗衡国外激光工业设备大量进入中国的现状。深圳大族激光公司正在建设激光研究院，聘请国内外知名激光专家进行研究工作，并聘用了曾在德国Rofin公司长期工作的吕启涛博士为公司的技术老总。华工科技公司也引进了阎大鹏博士，开发生产出了光纤激光器。武汉法利莱激光公司收购了澳大利亚激光企业，提升了激光切割机的技术水平。武汉华俄激光公司引进了俄罗斯的固体激光切割机技术，在国内首次成立了中俄合资的激光公司。
   3、国民经济支柱行业正在加大使用激光制造设备的力度
   武汉钢铁公司正在建设"激光加工工艺研究中心"，并与激光企业联合开发激光冷轧板拼焊设备、东风汽车公司越来越重视轿车车身的激光焊接、南车集团也开始将激光设备用于火车制造、武昌造船厂已购买多台激光切割机。
   4、中国激光产业链正在形成
   随着市场的不断扩大，中国激光企业正在寻求自身的定位，逐步在形成产业链。如北京卓立汉光专门生产激光调节支架、广东许多中小企业专门生产激光设备的机箱、河南南阳生产气体激光器的风机、湖北老河口生产大型激光工作台、成都东骏激光公司专门生产固体激光晶体。
   5、新一代工业激光器正在受到激光企业的重视
   为在竞争中立于不败之地，国内龙头企业正在开发新一代工业激光器及其应用装备：光纤激光器、紫外激光器及其精密加工设备、大功率半导体激光器及其焊接、热处理设备、高功率碟片激光器及其焊接设备、高功率气体激光器及其切焊组合设备等。
   我国制造业正积极转型，这将带动激光产业的发展。例如：目前鞍山和温州都在积极建设激光及光电产业园。光电子产业作为新兴产业，将引领产业变革！

紫爵 · 发表于 2013-7-6 22:19:38

谢谢

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